一种转动式变摩擦自复位节点.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114790847A(43)申请公布日2022.07.26(21)申请号202210423234.1(22)申请日2022.04.21(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区新街口街道四牌楼2号(72)发明人舒赣平墨泽刘忠华陆金钰(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师石艳红(51)Int.Cl.E04H9/02(2006.01)E04B1/98(2006.01)E04B1/24(2006.01)E04B1/58(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称一种转动式变摩擦自复位节点(57)摘要本发明公开了一种转动式变摩擦自复位节点，包括一块梁端耳板、两块柱端耳板、自复位阻尼机构和多个高强螺栓；两块柱端耳板平行设置，梁端耳板设置于两块柱端耳板之间，梁端耳板和柱端耳板上均开设有多个对应的螺栓孔，且梁端耳板上螺栓孔的中心孔为圆孔，中心孔周围的螺栓孔为弧形长圆孔，柱端耳板上的螺栓孔均为圆孔，高强螺栓穿过对应的螺栓孔将两块柱端耳板和一块梁端耳板连接；两块柱端耳板和一块梁端耳板形成可旋转的三层结构，柱端耳板和梁端耳板发生相对旋转后通过自复位阻尼机构进行复位和耗能。本发明的转动式变摩擦自复位节点可以应用于常见的梁柱节点中，其构造形式简单，便于装配。CN114790847ACN114790847A权利要求书1/2页1.一种转动式变摩擦自复位节点，其特征在于：包括一块梁端耳板(2)、两块柱端耳板(1)、自复位阻尼机构和多个高强螺栓(6)；两块柱端耳板(1)平行设置，梁端耳板(2)设置于两块柱端耳板(1)之间，梁端耳板(2)和柱端耳板(1)上均开设有多个对应的螺栓孔，且梁端耳板(2)上螺栓孔的中心孔为圆孔，中心孔周围的螺栓孔为弧形长圆孔，柱端耳板(1)上的螺栓孔均为圆孔，高强螺栓(6)穿过对应的螺栓孔依次将一块柱端耳板(1)、一块梁端耳板(2)和另一块柱端耳板(1)连接；两块柱端耳板(1)和一块梁端耳板(2)形成可旋转的三层结构，柱端耳板(1)和梁端耳板(2)发生相对旋转后通过自复位阻尼机构进行复位和耗能。2.根据权利要求1所述的一种转动式变摩擦自复位节点，其特征在于：所述自复位阻尼机构包括两对摩擦盘组件和碟形弹簧组(5)；每对摩擦盘组件包括一个内摩擦盘(3)和一个外摩擦盘(4)，内摩擦盘(3)和外摩擦盘(4)相对的一侧表面设有多个对应的变坡面，内摩擦盘(3)和外摩擦盘(4)的变坡面可相互吻合，摩擦盘组件设置于梁端耳板(2)和柱端耳板(1)之间，内摩擦盘(3)焊接于梁端耳板(2)两侧，外摩擦盘(4)焊接在柱端耳板(1)内侧，且内摩擦盘(3)上开设有与梁端耳板(2)对应的弧形长圆孔和圆孔，外摩擦盘(4)上开设有与柱端耳板(1)对应的螺栓孔，高强螺栓(6)依次穿过柱端耳板(1)的螺栓孔、外摩擦盘(4)的螺栓孔、内摩擦盘(3)的弧形长圆孔或圆孔、梁端耳板(2)的弧形长圆孔或圆孔、另一个内摩擦盘(3)的弧形长圆孔或圆孔、另一个外摩擦盘(4)的螺栓孔和另一柱端耳板(1)的螺栓孔；碟形弹簧组(5)套设于高强螺栓(6)的螺栓杆上，碟形弹簧组(5)的一端与高强螺栓(6)一端的螺帽或螺母接触，碟形弹簧组(5)的另一端与柱端耳板(1)的外表面接触，由高强螺栓(6)通过碟形弹簧组(5)施加摩擦盘组件之间的初始预压力。3.根据权利要求2所述的一种转动式变摩擦自复位节点，其特征在于：所述变坡面的坡面最小升角的度数为a，内摩擦盘(3)和外摩擦盘(4)变坡面间的摩擦系数为b，则内摩擦盘(3)和外摩擦盘(4)在碟形弹簧组(5)预压下能够自复位时需要满足的条件为：tana>b。4.根据权利要求1所述的一种转动式变摩擦自复位节点，其特征在于：还包括两块柱端耳板根部端板(10)和一块梁端耳板根部端板(12)，柱端耳板根部端板(10)连接于柱端耳板(1)远离螺栓孔的一端，柱端耳板根部端板(10)垂直于柱端耳板(1)焊接于柱端耳板(1)的一端；梁端耳板根部端板(12)连接于梁端耳板(2)远离螺栓孔的一端，梁端耳板根部端板(12)垂直于梁端耳板(2)焊接于柱端耳板(1)的一端。5.根据权利要求2所述的一种转动式变摩擦自复位节点，其特征在于：每对摩擦盘组件含有5个高强螺栓(6)，每个高强螺栓(6)施加的初始预压力为Fbolt，变坡面坡顶距离坡底的高度为L，内圈螺栓孔直径为R1，外圈螺栓孔内侧壁距离摩擦盘中心为R2，外圈螺栓孔外侧壁距离摩擦盘中心为R3，摩擦盘外径为R4，各个外径处坡面的升角分别为θ1，θ2，θ3和θ4，单个坡面对应的圆心角为坡面间的摩擦系数为μ，将摩擦盘由内向外以ΔR的距离等分为若干份，从而可以形成n个摩擦区域，摩擦盘任一摩擦区域半径为R，则该变摩